CC BY
13
ГАЛУЗЕВЕ МАШИНОБУДУВАННЯ
УДК 629.1.02 DOI: 10.30977/BUL.2219-5548.2019.85.0.14
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ РОЗГОНУ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТУ З Г1ДРОКЕРОВАНОЮ ТРАНСМ1С1СЮ У ПРОЦЕС1 ВИКОНАННЯ
ТРАНСПОРТНО1 РОБОТИ
1 1 12 Кальченко Б. I. , Кожушко А. П. , Пелипенко С. С. , Ярита О. О.
1Нац1ональний техшчний ушверситет «Харкчвський пол1техн1чний шститут»
Харкчвський нац1ональний автомобшьно-дорожнш ун1верситет
Анотаця. Наведено математичну модель процесу розгону машинно-тракторного агрегату тд час виконання транспортног роботи, за допомогою яког можна ощнювати критерп розгт-них якостей транспортного засобу з трансм1аею, у якт перемикання передач зд1йснюеться тд навантаженням завдяки г1дрокерованим фрикцтним муфтам.
Ключов1 слова: кол1сний трактор, транспортна робота, фрикцтна муфта, математична модель, розгт.
Вступ
Сучасний темп розвитку аграрно1 техшки призвiв до тдвищення енергонасиченосп [1] i робочих швидкостей тракторiв, що спричи-нило до збшьшення завантаження силових передач у трансмiсп транспортного засобу.
Сьогодш на колюних тракторах викорис-товуються мехашчш ступiнчастi та безстут-нчастi трансмюи. Особливий iнтерес пред-ставляе дослщження динамiчного наванта-ження на елементи стутнчастих трансмiсiй з перемиканням тд навантаженням пдрокеро-ваними фрикцiйними муфтами. Адже за ра-хунок рiзноманiтного поеднання роботи у разi увiмкнення фрикцiйних елементiв спо-стерiгаеться збшьшення динамiчного наван-таження та буксування фрикцшних муфт зчеплення, що впливае на довговiчнiсть конструкций
Анал1з публжацш
1снуе низка наукових робiт, присвячених розгляду новацш у побудовi трансмюш ма-шинно-тракторних робiт [2-9]. Так, на основi цих робгг доцiльно окреслити види трансмь сш, якi використовуються для побудови су-часно! тракторно! технiки.
Аналiзуючи тенденци розвитку сучасного тракторобудування, необхiдно наголосити, що першими тракторними трансмюями були ступшчасп механiчнi з вузьким дiапазоном швидкiсного регулювання. З плином часу в них збшьшувалася кiлькiсть дiапазонiв сту-пiнчастого регулювання, з'явилася можли-вiсть одночасно! роботи приводiв рушив та механiзмiв вiдбору потужностi тощо. унасль док з'явилися новi типи трансмюш, що кла-
сифiкуються за способом регулювання (без-ступiнчастi) (рис. 1) i виду носив енерги.
Аналiзуючи типи безступiнчастих трансмюш [8], вiдмiтимо !х невiд'емнi переваги порiвняно зi ступiнчастими механiчними (це передуем стосуеться безступiнчастого руху та тдвищення ергономiчних властивостей). Проте не можна нехтувати !х недолiками -це, передусiм, надiйнiсть. I хоча в тракторах закордонного виробництва ця проблема ви-ршуеться за рахунок використання дорогих елеменпв трансмюи (пдромашин, електро-машин тощо), то на вггчизняному просторi доцiльно, з точки зору надшносп, викорис-товувати ступшчасп механiчнi трансмюи.
Сьогоднi ступiнчастi мехашчш типи трансмюи знаходяться на рiзних стащях вжива-ностi в сучасному тракторобудуваннi. Меха-нiчнi трансмюи з перемиканням передач рухомими шес^рнями iз зупинкою трактора завершили встановлювати i на нових моделях тракторiв вже не застосовують. Бшьш поширеними е синхронiзованi ступiнчастi трансмюи та трансмюи з перемиканням передач тд навантаженням пдрокерованими фрикцшними муфтами. I якщо дослiдження динамiчного навантаження на елементи син-хрошзовано1 стутнчасто1 трансмюи знайшли вiдображення в роботах [9-12], то для пдро-керованих трансмюш !х не так i багато.
У роботi [13] наведена математична модель, що формуе ушверсальний опис процесу розгону гусеничного трактора. Проте вона не враховуе конструктивну особливють, яка за-кладена в колюному тракторi, тому матема-тичний апарат, що наведений в цш роботi, е актуальним.
в г
Рис. 1. Типи безстушнчастих трансмiсiй: а - з гiдродинамiчним BapiaTopoM (ДТ-75С); б - елект-ромехашчна (МТЗ-3023); в - з ремшним BapiaTopoM (New Holland); г - пдрооб'емно-мехашчна (Fendt Vario)
Мети 1 постановка завдання
Метою роботи е наведення математичного апарату для визначення динамiчного наван-таження в трансмюп, у якiй перемикання передач здшснюеться гiдрокерованими фрик-цшними муфтами, за рахунок дослiдження переходного процесу виходу на робочу шви-дкiсть машинно-тракторного агрегату пiд час виконання транспортно'1 роботи.
Для реаизацп окреслено'1 мети необхiдно вирiшити таю завдання:
- навести математичну модель процесу розгону колюного машинно-тракторного агрегату в процес виконання транспортно'1 роботи;
- окреслити та математично сформувати критерп ощнки розгшних якостей пiд час виходу на робочу швидюсть транспортного засобу з гщрокерованою трансмiсiею.
Теоретичш дослщження процесу розгону машино-тракторного аргегату
Трансмiсiя з перемиканням пщ наванта-женням е ступшчастою трансм^ею, у якiй перемикання передач здшснюеться без попе-реднього зняття навантаження з двигуна вну-трiшнього згоряння. Ця трансмiсiя характеризуемся тим, що в процес перемикання передач вiдсутнiй розрив потоку потужносл, який надходить вiд двигуна до ведучих колю трактора, або скорочена трив^сть розриву потоку потужносл в кшька разiв порiвняно з
перемиканням на звичайнш трансмюп. Перемикання з одше'1 пepeдaчi на шшу здшс-нюеться за допомогою фpикцiйних eлeмeнтiв (рис. 2) без вимикання головно! муфти зчеп-лення, тим самим усуваючи нeoбхiднiсть ви-piвнювaння окружних швидкостей сполуче-них зубчастих колю.
Рис. 2. 3D-зображення фрикцшного елемента
(гщротдтискно! муфти)
У процес дослiдження динамiчного навантаження на елементи мехашчно! трансмюп', у якш перемикання передач здiйснюеться гщрокерованими фрикцiйними муфтами, актуально розглядати процес розгону колюного трактора шд час виконання транспортно'1' роботи.
б
с1
I 9 6
с11 67
II
<Рб
рШ
ш <Р6
г1\' 67
IV
<?6
IV • т» <р!я Рть
Рис. 3. Еквiвалентна схема трансмюи колiсного трактора
Критерiями оцiнки розгшних якостей такого транспортного засобу у процес силового перемикання передач доцшьно прийняти показники роботи буксування фрикцшних елементiв i динамiчне навантаження.
Для формування математично! моделi до-слiджуваний об'ект представлено у виглядi багатомасово! динамiчноl системи (рис. 3) [12]. Зовшшне збурення прийнято нелшш-ним [14-15], а отр руху - пропорцiйно квад-
рату швидкосп руху транспортного засобу. Змша форм вмикання фрикцiйних муфт ви-значено експонентами, а сталi часу задають темп увiмкнення. У процес розгону необхщ-но враховувати буксування колюного трактора, а також залежнють зчеплення ведучих колiс вщ буксування.
Динамiчний об'ект описано такою системою диференцшних рiвнянь
Аа ■ ф1а + К • 4>1а = Мд - ММ
■ъ • ф1Ъ + Ъ1Ь • <Р1Ь + С12 • ( Р>1Ъ - <Р2а ) = Мм';
■2а • ф2а + Ъ2а ' РЧ2а - С12 • ( Рь - Р2а ) = -Мр1 \
с5б •( р 2Ъ - р6) +
+с5б • ( Р2Ъ - рб1) + + С561 • ( Р 2Ъ - Рб11) +
+С66 • (Р2Ъ - Р6¥)
■ • фб + Ъб • Фб- с5б •( Р 2Ъ- Р6) + сб7 • (Р6 - Р7а) =0;
■7а • ф7а + Ъ7а ' <ф7а - Сб7 • ( Рб - Р7а ) = -М ■7ъ • Ф7ъ + Ъ7Ъ • Ф7а =-Мсх,
■2Ъ • ф2Ъ + Ъ1Ь • ФЪ + <
= М1;
(1)
де 11а - момент шерци елемента силово! пе-редачi; Мд, Мм, М1, Мр1, МС1 - моменти вщповщно двигуна, тертя головно! муфти та
фрикцшно! муфти коробки передач, зчеплення рушiя трактора з грунтом та сил опору руху; Ъб - коефщент затухання у вщповщ-
нш масi j; С] - жорстюсть пружного елеме-нта силово'1' передачi трактора; С67 - жорст-юсть шини; ( - кут закручування.
Для вирiшення системи рiвнянь (1) необ-хiдно обчислити крутнi моменти елемен™ силово'1' передачi. Крутний момент двигуна розраховуеться таким рiвнянням:
Мд = А - В-ф1а
(2)
де А, В - стал коеф^енти, якi залежать вщ параметрiв двигуна та обраного швидюсного дiапазону.
Крутний момент головно'1' муфти зчеплення
де PJ - сила опору руху колiсного трактора.
Подальше дослщження динамiчноi заван-таженос^ на елементи трансмiсii проводили-ся шд час моделювання процесу розгону ко-лiсного трактора з причепом 3-ПТС-12 на транспортному дiапазонi роботи.
Моменти Мх та М2, якi передаються гщ-ропiдтискними муфтами першого та другого ступеня, знаходяться з виразiв
М1 = Мд • 1 - М2
М2 =
Ч • 12 • Р2 • Мд Ч • Р1 + 11 • Р2
(8) (9)
ММ = ММтах
1 - *
(3)
де p1 та р2 - тиск у бустерах гщрошдтиск-них муфт першого та другого ступеня.
У разi увiмкнення одше'1' фрикцшно'1' муф-
ти
М1 = М1тах
Г __ 1 - * " Г2
(4)
За умови увiмкнення двох фрикцшних муфт
м, со со
О
1 ^^ 1 и г
«¿-^ ч ! / -\~мс
/1 / 1 / 1 / 1 мх»м2
-;—
и и
и ^
м1 = м
1тах
1 _ *
ч • н
/о + и
(5)
Момент зчеплення рушiя трактора з грунтом описуеться таким рiвнянням:
МФ1 = GR
41
ТР
к (Р1+К1 в2- ф 7а + )Л
__/ТР_иТР
1 - *
,(6)
де G - вага трактора; R - радiус ведучих колю; фтах - максимальний коефвдент зчеплення рушiя трактора з грунтом; К , К1, р -коефiцiенти апроксимаци кривих буксування рушiя та опору руху; 50 - показник, який характеризуе нарощування зчеплення рушiя з грунтом.
Момент сил опору руху знаходяться з та-ко! залежностi:
Мс1 =
R
4 • и
ТР
Я
р1 + Р1+К1 •— •ф 7,
ТР
, (7)
Рис. 3. Графк процесу перемикання передач у ходi розгону: ©п - кутова швидюсть ве-деного валу муфти 1; ©М - кутова швидюсть веденого вала муфти 2
Роботу буксування, яку здшснюе кожна муфта, визначаемо за залежнютю
А = К11М1 ^ -0 1 /1
Ь2 = К21М
© к
1 у
-© к
сИ; (10)
с. (11)
1нтервали обчислюемо приблизно з вико-ристанням виразу
А =
0,5 • Ма • (© ©к )а + +0,5• Мь • (©,-©к)ъ +...
+0,5 • Мп • (©, ©К )п
М , (12)
де (©и - ©К) - вщносне буксування дискiв муфти; А^ - крок квантування (на дшянщ а -п буксування муфти).
г
г
ф
0
На рис. 4 наведено залежносл роботи бу-ксування вщ часу вмикання муфт, яю побу-довано за розрахунковими даними. Як видно, тд час розгону колюного трактора з приче-пом за схемами ГП-1 + ГП-2 та ГЛ + ГП-1 в д1апазот реально наявних значень ^ = 0,7 ^ 1,3 с роботи буксування близьк1 за сво!ми значеннями. Розгш на головнш або гщротдтискнш муфтах характеризуеться приблизно однаковою роботою буксування, яка бтьш тж удв1ч1 перевищуе роботу буксування кожно! з двох стльно ув1мкнених муфт ГП-1 та ГП-2.
Рис. 4. Залежтсть роботи буксування вщ часу ув1мкнення в процес1 розгону на муфтах: 1 - ГЛ; 2 - ГП-1; 3 - ГЛ + ГП-1; 4 -ГП-1 + ГП-2
2,2
1— ~---__ 4 3 /
2
О
0,4
0,8
1,2
1,6
Рис. 5. Залежтсть коефщ1ента динам1чносп вщ часу в процеш розгону на муфтах: 1 - ГЛ; 2 - ГП-1; 3 - ГЛ + ГП-1; 4 - ГП-1 + ГП-2
У процес1 розгону за схемою ГЛ + ГП-1 значну перешкоду представляе забезпечення необхщно! синхротзаци спрацювання пнев-матичного приводу управлшня головно! му-фти та гщравл1чного приводу фрикцшно! муфти коробки перемикання передач. У цьо-му раз1 схема ГП-1 + ГП-2 забезпечуе зручне управлшня розгоном машинно-тракторного
агрегату, не викликаючи перешкод у гщрав-л1чнш систем! трансмюи.
На рис. 5 наведено залежтсть динам1чних навантажень 5 на вход1 в коробку перемикання передач вщ часу ув1мкнення фрикцш-них муфт. Динам1чт навантаження визнача-ються за р1внянням
5 = мтах (^)
м.....
(13)
де Мном - номшальт оберти двигуна внут-ршнього згоряння.
Ощнюючи залежност з рис. 5, видно, що за умови комбшаци ГП-1 + ГП-2 спостер1га-еться найменший д1апазон змши значень ди-нам1чних навантажень.
Висновки
Наведено математичну модель процесу розгону колюного машинно-тракторного агрегату пщ час виконання транспортно! роботи, у якш запропоновано анал1з дослщження проводити за допомогою критерто розгшних якостей транспортного засобу з трансмю1ею, де перемикання передач здшснюеться пщ навантаженням завдяки гщрокерованим фри-кцшним муфтам.
Дослщження показали, що:
1) розгш на головнш або гщротдтискнш муфтах характеризуеться приблизно однако-вою роботою буксування;
2) розгш на головнш та гщротдтискнш муфтах, а також на двох гщропщтискних муфтах сум1жних передач, характеризуеться майже подвшним зниженням роботи буксування кожно! з муфт на вщмшно з розгоном тльки на головнш або гщротдтискних муфтах;
3) розгш на головнш та гщротдтискнш муфтах потребуе високого ступеня синхротзаци !х управлшня;
4) найбшьш перспективним е спошб розгону на двох гщротдтискних муфтах першо-го та другого ступеня коробки перемикання передач з автоматичним вщключенням муфти другого ступеня за заданим тиском гщра-вл1чно! системи управлшня, що дозволяе т-двищити надштсть елеменлв трансм1сп та спростити й конструкцию.
Лiтература
1. Кожушко А. П., Григор'ев О. Л. Моделювання пов'язаних коливань колюного трактора та цистерни з рщиною на прямому шляху з1 складним рельефом. Вгсник Нацюналъного
техтчного утверситету «ХП1». 2018. № 27 (1303). С. 34-61.
2. Щельцын Н. А., Фрумкин Л. А., Иванов И. В. Современные бесступенчатые трансмиссии сельскохозяйственных тракторов. Тракторы и сельхозмашины, 2011. № 11. С. 18-26.
3. Rajagopal M. M., Kumar S., Rao N. Minimizing Tooth Mesh Misalignment in Heavy Duty Tractor Transmission. SAE Technical Paper, 2016. №. 2016-01-8069. doi: 10.4271/2016-01-8069.
4. Bukashkin A. Y., Dobretsov R. Y., Galyshev Y. V. Split Transmission of Tractor with Automatic Gearbox. Procedia Engineering, 2017. Т. 206. P. 1728-1734.
5. Rydberg K. Hydro-mechanical Transmissions. Fluid and Mechatronic Systems, 2010. № 2. P. 51-60.
6. Samorodov V., Kozhushko A., Pelipenko E. Formation of a rational change in controlling continuously variable transmission at the stages of a tractor's acceleration and braking. Eastern-European Joournal of Enterprise Technologies, 2016. № 4/7 (82). P. 37-44.
7. Taran I. O., Kozhushko A. P. Substantiating of Rational Law of Hydrostatic Drive Control Parameters While Accelerating of Wheeled Tractors with Hydrostatic and Mechanical Transmission. Mechanics, Materials Science and Engineering, 2016. Vol. 6. P. 70-76.
8. Самородов В. Б., Бондаренко А. I., Кожуш-ко А. П., Пелипенко £. С., Мггцелъ М. О. Пер-спективш трансмюп колюних тракторiв. Bic-ник Нащонального технiчного утверситету «ХП1». Харшв, 2014. № 10 (1053). С. 3-10.
9. Morita S., Tanner G., Hartmann T., Nakagawa S. Analysis of a high-frequency vibration transmission of an agricultural tractor using dynamical energy analysis. Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan. 2017. T. 48. № 2. P. 371-376.
10. Кальченко Б. I., Чернявський I. С., Кожуш-ко А. П. Пвдхщ до визначення завантаженосп трансмюп колюного трактора при впливi нерь вностей поверхш. Науковий журнал memi4Hrn cepeic, агропромислового, лкового та транспортного комплексу. Харшв, 2017. № 8. С. 49-54.
11. Скадорва А. Ф., Стасилевич А. Г., Карташе-вич А. Н. Математическая модель динамики разгона гусеничного трактора с переключением передач без разрыва потока мощности. Вестник Белорусско-Российского университета, 2015. №1 (46). С. 30-37.
12. Кальченко Б. I., Ребров О. Ю., Кожушко А. П., Мамонтов А. Г. Плавшсть руху як складова динам^ трактора: монографiя. Харшв, 2018. 164 c.
13. Шарипов В. М., Городецкий К. И., Дмитриев М. И., Щетинин Ю. С., Маланин И. А., Зе-нин А. С. Математическая модель процесса переключения передач в коробке передач
трактора с помощью фрикционных муфт. Известия МГТУ, Москва. 2012. № 1. С. 112-122.
14. Белецкий А. В., Рекунов С. С. Математическое и имитационное моделирование профиля дорожного покрытия. Интернет-журнал Науковедение, 2014. №. 5 (24). C. 1-13.
15. Фоминых А. Б., Жеглов Л. Ф. Математическая модель движения полноприводной колесной машины по дороге с твердой неровной поверхностью. Машиностроение и компьютерные технологии, 2013. № 11. C. 79-94.
Reference
1. ^zhushko А. P., Grygoriev A. L. (2018) Mode-liuvannia poviazanykh kolyvan kolisnoho traktora ta tsysterny z ridynoiu na priamomu shliakhu zi skladnym reliefom [Modeling of coupled oscillations of wheeled tractors and tanks with liquid on a straight road with difficult terrain]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 27 (1303), 34-61 [in Ukrainian].
2. Scheltsyn N. A., Frumkin L. A., Ivanov I. V. (2011) Sovremennyie besstupenchatyie transmis-sii selskohozyaystvennyih traktorov [Modern continuously variable transmissions of agricultural tractors]. Traktoryi i selhozmashinyi, 11, 1826 [in Russian].
3. Rajagopal M. M., Kumar S., Rao N. (2016) Minimizing Tooth Mesh Misalignment in Heavy Duty Tractor Transmission. SAE Technical Paper, № 2016-01-8069, doi: 10.4271/2016-01-8069 [in English].
4. Bukashkin A. Y., Dobretsov R. Y., Galyshev Y. V. (2017) Split Transmission of Tractor with Automatic Gearbox. Procedia Engineering, 206, 1728-1734 [in English].
5. Rydberg K. (2010) Hydro-mechanical Transmissions. Fluid and Mechatronic Systems, 2, 5160 [in English].
6. Samorodov V., Kozhushko A., Pelipenko E.
(2016) Formation of a rational change in controlling continuously variable transmission at the stages of a tractor's acceleration and braking. Eastern-European Joournal of Enterprise Technologies, 4/7 (82), 37-44, doi: 10.15587/17294061.2016.75402 [in English].
7. Taran I. O., Kozhushko A. P. (2016) Substantiating of Rational Law of Hydrostatic Drive Control Parameters While Accelerating of Wheeled Tractors with Hydrostatic and Mechanical Transmission. Mechanics, Materials Science and Engineering, 6, 70-76,
doi: 10.13140/RG.2.1.3590.9362 [in English].
8. Samorodov V. B., Bondarenko A. I., Kozhushko A. P., Pelipenko Е. S., Mittsel M. O. (2014) Perspektyvni transmisii kolisnykh traktoriv [Prospective transmission wheeled tractors]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», Kharkiv, 10 (1053), 3-10 [in Ukrainian].
9. Morita S., Tanner G., Hartmann T., Nakagawa S.
(2017) Analysis of a high-frequency vibration transmission of an agricultural tractor using dy-
namical energy analysis. Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan, 48 (2), 371376 [in English].
10. Kalchenko B. I., Cherniavskyi I. S., Ko-zhushko A. P. (2017) Pidkhid do vyznachennya zavantazhenosti transmisiyi kolisnoho traktora pry vplyvi nerivnostey poverkhni [Approach to determination of load of transmission of a wheeled tractor under the influence of surface irregularities]. Naukovyy zhurnal tekhnichnyy servis, ahropromyslovoho, lisovoho ta transportnoho kompleksu, Kharkiv, 8, 49-54 [in Ukrainian].
11. Skadorva A. F., Stasilevich A. G., Kartashe-vich A. N. (2015) Matematicheskaya model dinamiki razgona gusenichnogo traktora s pereklyucheniem peredach bez razryiva potoka moschnosti [Mathematical model of the dynamics of the acceleration of a crawler tractor with gear shifting without breaking the flow of power]. Vestnik Belorussko-Rossiyskogo universiteta, 1 (46), 30-37 [in Russian].
12. Kalchenko B. I., Rebrov A. Y., Kozhushko A. P., Mamontov A. G. (2018) Plavnist rukhu yak skla-dova dynamiky traktora [Smoothness of motion as a component of tractor dynamics]. Monohrafi-ia, 164 p [in Ukrainian].
13. Sharipov V. M., Gorodetskiy K. I., Dmitriev M. I., Schetinin Yu. S., Malanin I. A., Zenin A. S. Matematicheskaya model protsessa pereklyucheniya peredach v korobke peredach traktora s pomoschyu friktsionnyih muft [Mathematical model of the gear shift process in the tractor gearbox using friction clutches]. Izvestiya MGTU, 1, 112-122 [in Russian].
14. Beletskiy A. V., Rekunov S. S. (2014) Ma-tematicheskoe i imitatsionnoe modelirovanie pro-filya dorozhnogo pokryitiya [Mathematical and simulation modeling of the pavement profile]. In-ternet-zhurnal Naukovedenie, 5 (24), 1-13 [in Russian].
15. Fominyih A. B., Zheglov L. F. (2013) Matematicheskaya model dvizheniya polnoprivod-noy kolesnoy mashinyi po doroge s tverdoy nerovnoy poverhnostyu [Mathematical model of the movement of the all-wheel drive wheeled car on the road with a hard, uneven surface]. Mashi-nostroenie i kompyuternyie tehnologii, 11, 79-94 [in Russian].
Кальченко Борис 1ванович\ д.т.н., профе-сор, кафедра автомобше- та тракторобудування, тел. (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Кожушко Андрiй Павлович1, к.т.н., доцент, кафедра автомобiле- та тракторобудування, тел. (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Пелипенко Свген Сергiйович1, к.т.н., старший викладач, кафедра автомобiле- та тракторо-будування, тел. (057) 707-64-64, e-mail: [email protected].
Ярита Олександр Олександрович2, кт.н., доцент, кафедра автомобiлiв iM. А. Б. Гредескула, e-mail: [email protected].
:Нацюнальний техшчний унiверситет «Хар-кiвський полггехшчний шститут», Украша, Хар-кiв, 61002, вул. Кирпичова, 2.
2Харкiвський нацюнальний автомобшьно-дорожнiй унiверситет, Харкiв, Харювська область, 61002, Украша, вул. Ярослава Мудрого, 25.
Исследование процесса разгона машинно-тракторного агрегата с гидроуправляемой трансмиссией при выполнении транспортной работы
Аннотация. Приведена математическая модель процесса разгона машинно-тракторного агрегата при выполнении транспортной работы, с помощью которой можно оценивать критерии разгонных качеств транспортного средства с коробкой, в которой переключение передач осуществляется под нагрузкой благодаря гидро-управляемым фрикционным муфтам.
Ключевые слова: колесный трактор, транспортная работа, фрикционная муфта, математическая модель, разгон.
Кальченко Борис Иванович1, д.т.н., профессор, кафедра автомобиле- и тракторостроения, тел.: (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Кожушко Андрей Павлович1, к.т.н., доцент, кафедра автомобиле- и тракторостроения, тел.: (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Пелипенко Евгений Сергеевич1, к.т.н., старший преподаватель, кафедра автомобиле- и тракторостроения, тел.: (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Ярита Александр Александрович2, к.т.н., доцент, кафедра автомобилей им. А.Б. Гредескула, e-mail: [email protected].
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Украина, Харьков, 61002, ул. Кирпичёва, 2.
2Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Украина, Харьков, 61002, ул. Ярослава Мудрого, 25.
Research of acceleration machine-tractor unit with hydrocontrolled transmission when performing transport work
Abstract. Nowadays, in the process of selecting modern agricultural machinery, there is a problem to choose the necessary power-unit. An overview of different types of transmissions used in the designing of a modern wheeled tractor is presented. Stepped mechanical transmissions (with gear shifting by moving gears, stepped synchronized, with gear shifting under pressure of hydraulic friction clutches) and stepless mechanical transmissions (hydromechanical, hydraulic-mechanical, electromechanical and a transmission device comprising a variator) are pre-
sented. The advantages and disadvantages of using certain types of transmissions are emphasized. It has been established that the most rational type of transmission is mechanical with gear shifting with the help of hydraulic friction clutches. It is caused by the convenience of an operator-driver's work and construction safety demands are met. The goal of the work is tuning of the mathematical apparatus to determining the dynamic load in a transmission, in which gear shifting is carried out by the hydraulic friction clutches, due to study of the transition process of achieving working speed of the machine-tractor unit during performing the transport work.
In solving the set goal, a methodology that provided the creation of a mathematical apparatus based on theoretical study of a multivariate dynamic system was used. The developed mathematical model considers the external perturbation of the road surface, and also the exponential form of change is used in modeling of control systems with the help of hydraulic friction clutches As a result, a mathematical model of the acceleration process of a wheeled machine-tractor unit during transport work is obtained, with the help of which it is possible to evaluate the criteria of acceleration qualities of a vehicle with a transmission, in which gear shifting is carried out under load due to the hydraulic friction clutch. The originality novelty is to obtain further development of the mathematical model of a machine-tractor unit with a transmission, in which gear shifting takes place with the help of hydraulic friction clutches in the process of achieving the working speed. The practical value of the work is in the recommenda-
tions on the use of one or another combination of engaging of friction clutches. The given recommendations are based on the analysis of acceleration characteristics, namely the work of hitching and the dynamic load index on the input elements of the gearbox.
Key words: wheeled tractor, transport operation, friction clutch, mathematical model, acceleration.
Kalchenko Boris \ Doctor of Technical Sciences, Professor at the Department of Car and Tractor Industry, tel. (057) 707-64-64,
e-mail: [email protected], Kozhushko Andriy1, Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Associated Professor at the Department of Car and Tractor Industry, tel. (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Pelipenko Eugene 1, Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Senior Lecturer at the Department of Car and Tractor Industry, tel. (057) 707-64-64, e-mail: [email protected],
Yarita Alexandr2, Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Associated Professor at the Department of Cars named A.B. Gredescula, e-mail: [email protected].
National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2, Kyrpychova str., Kharkiv, 61002, Ukraine.
2Kharkiv National Automobile and Highway University, 25, Yaroslava Mudrogo str., Kharkiv, 61002, Ukraine.
